不同运行方式下好氧颗粒污泥处理生活污水

【摘要】：好氧颗粒污泥是非常具有发展潜力的新型污水生物处理技术，将好氧颗粒污泥应用于实际城市污水的处理具有节省占地面积、处理能力强、沉降性能好、剩余污泥量小、可实现同步脱氮除磷等优点。但是由于我国城市污水厂COD浓度很低，C/N比较低，利用实际生活污水培养颗粒污泥并达到理想脱氮除磷效果有待进一步研究。本研究使用实际生活污水在SBR反应器中分别采用单级好氧和A/O两种运行方式来培养好氧颗粒污泥，并通过运行条件的调控达到了很好的脱氮除磷效果，为好氧颗粒污泥在城市生活污水处理的实际应用提供了技术参数的参考。 研究表明直接采用生活污水进行培养时，单级好氧运行方式下有颗粒形成，但颗粒生长缓慢，而A/O运行方式下则没有颗粒的形成。当通过向进水中投加附加碳源，将有机负荷由0.4kgCOD/(m~3·d)提升到0.66kgCOD/(m~3·d)后，污泥好氧颗粒化进程显著加快，最终在单级好氧和A/O两种运行方式下均成功培养出肉眼可见的好氧颗粒污泥。其中单级好氧运行方式下颗粒平均粒径为0.55mm，A/O运行方式下颗粒平均粒径为0.45mm。 在单级好氧运行方式下，在颗粒成熟期处理效果达到稳定时，出水COD浓度为40~60mg/L，NH_4~+-N在4mg/L以下，TN在20~23mg/L之间，平均为22.66mg/L，对PO_4~(3-)-P的去除效果差，去除率在10%~25%之间。之后通过降低曝气强度，颗粒污泥对TN的去除效果有所加强。当曝气强度0.4L/min处理效果最佳，出水TN在16~20mg/L之间，达到城市污水厂出水一级B标准(GB18918-2002)，但PO_4~(3-)-P的去除率仍没有好转。 而在A/O运行方式下，颗粒成熟期处理效果稳定时，出水COD浓度为40~60mg/L；NH_4~+-N在4mg/L以下；TN在15mg/L以下，平均为13.26mg/L，去除率高达67%；出水PO_4~(3-)-P在0.3mg/L以下，去除率高达90%以上。其中COD达污水厂出水一级标准、NH_4~+-N、TN和PO_4~(3-)-P均达到一级A标准(GB18918-2002)。 A/O运行方式与单级好氧运行方式相比，在0.66kgCOD/(m~3·d)的有机负荷下，完全好氧颗粒化的时间仅晚10d。两种运行方式下颗粒理化特性相差不大。污染物去除性能上，对于COD和NH_4~+-N的去除效果相近，都表现了很高的硝化活性。但是A/O运行方式下对于TN和PO_4~(3-)-P的去除要优于单级好氧运行方式。因此更推荐采用A/O运行方式应用好氧颗粒污泥处理生活污水。 根据本研究小试SBR的运行结果，对好氧颗粒污泥在实际工程的应用进行了设计上的探讨，包括运行方式、反应器结构、颗粒培养和稳定运行等方面。 【关键词】：好氧颗粒污泥 生活污水 单级好氧运行方式 A/O运行方式 同步脱氮除磷
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 课题背景及来源11-12
• 1.1.1 课题背景11-12
• 1.1.2 课题来源12
• 1.2 研究现状及分析12-23
• 1.2.1 好氧颗粒污泥的研究现状12-19
• 1.2.2 生物脱氮除磷理论19-22
• 1.2.3 好氧颗粒污泥处理实际生活污水的研究现状22-23
• 1.3 主要研究内容及目的、意义23-25
• 1.3.1 本课题研究的目的和意义23
• 1.3.2 本课题的主要研究内容23-25
• 第2章 试验材料与方法25-29
• 2.1 试验装置与运行方式25-26
• 2.1.1 试验装置与仪器25
• 2.1.2 运行方式25-26
• 2.2 污泥来源和实验用水26
• 2.3 分析指标与检测方法26-29
• 2.3.1 常规指标测定方法27
• 2.3.2 非常规指标测定27-29
• 第3章 单级好氧运行方式下颗粒污泥的培养及除污性能29-45
• 3.1 单级好氧运行方式下颗粒的培养过程29-35
• 3.1.1 单级好氧运行方式下污泥浓度、沉降性和粒径变化29-32
• 3.1.2 单级好氧运行方式下污泥形态的变化32-33
• 3.1.3 单级好氧运行方式下污泥粒径分布的变化33-34
• 3.1.4 粒径>200μm的颗粒性污泥浓度的变化34-35
• 3.2 单级好氧运行方式下对污染物去除性能的变化35-40
• 3.2.1 单级好氧运行方式对COD的去除效果35-36
• 3.2.2 单级好氧运行方式对氮的去除效果36-37
• 3.2.3 单级好氧运行方式对磷的去除效果37-38
• 3.2.4. 典型周期内污染物的转化规律38-40
• 3.3 单级好氧运行方式下颗粒污泥的理化特性40-43
• 3.3.1 颗粒污泥的外观形态40-41
• 3.3.2 颗粒污泥的粒径分布41-42
• 3.3.3 颗粒污泥的活性42-43
• 3.3.4 颗粒污泥的含水率、比重、机械强度43
• 3.4 本章小结43-45
• 第4章 不同曝气强度下脱氮效果和颗粒稳定性45-56
• 4.1 实验设计46
• 4.2 不同曝气强度下典型周期内污染物转化规律46-51
• 4.2.1 不同曝气强度下反应器中DO变化情况46-47
• 4.2.2 曝气强度为 0.2L/min时典型周期内污染物转化规律47-48
• 4.2.3 曝气强度为 0.4L/min时典型周期内污染物转化规律48-49
• 4.2.4 曝气强度为 0.6L/min时典型周期内污染物转化规律49-50
• 4.2.5 曝气强度为 0.8L/min时典型周期内污染物转化规律50
• 4.2.6 结果分析50-51
• 4.3 不同曝气强度下颗粒污泥脱氮效果的变化51-52
• 4.4 不同曝气强度下颗粒特性的变化52-55
• 4.4.1 颗粒污泥的稳定性52-54
• 4.4.2 颗粒污泥理化特性的变化54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第5章 A/O运行方式下颗粒污泥的培养及除污性能56-70
• 5.1 A/O运行方式下颗粒培养过程56-60
• 5.1.1 A/O运行方式下污泥浓度、沉降性和粒径变化56-58
• 5.1.2 A/O运行方式下污泥形态的变化58-59
• 5.1.3 A/O运行方式下污泥粒径的变化59-60
• 5.2 A/O运行方式下对污染物去除性能的变化60-65
• 5.2.1 A/O运行方式对COD的去除效果60-61
• 5.2.2 A/O运行方式对氮的去除效果61-62
• 5.2.3 A/O运行方式对磷的去除效果62-63
• 5.2.4 典型周期内污染物的转化规律63-65
• 5.3 A/O运行方式下颗粒污泥的理化特性65-68
• 5.3.1 颗粒污泥的外观形态65-67
• 5.3.2 颗粒污泥的粒径分布67
• 5.3.3 颗粒污泥的活性67-68
• 5.3.4 颗粒污泥的含水率、比重、机械强度68
• 5.5 本章小结68-70
• 第6章 好氧颗粒污泥实际工程应用探讨70-76
• 6.1 反应器运行方式的选择70-73
• 6.1.1 颗粒形成过程70-71
• 6.1.2 污染物去除效果的对比71-72
• 6.1.3 颗粒污泥理化特性的对比72
• 6.1.4 运行方式的选择72-73
• 6.2 反应器结构73
• 6.3 好氧颗粒污泥的培养73-74
• 6.3.1 污水厂的水质73-74
• 6.3.2 反应器运行条件74
• 6.4 反应器稳定运行74-75
• 6.5 本章小结75-76
• 结论、不足、建议与展望76-78
• 参考文献78-84
• 致谢84

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